|
Cuộc chiến chống sốt rét nhắm vào khâu cắt đứt trung gian truyền bệnh
Ngày 22/12/2015. Theo các nhà khoa học nếu ngăn chặn được một trong 3 khâu lan truyền tự nhiên bệnh sốt rét bao gồm trung gian truyền bệnh (muỗi Anopheles), tác nhân gây bệnh (ký sinh trùng Plasmodium) và bảo vệ người lành (khối cảm thụ) không bị muỗi sốt rét đốt thì có thể cắt đứt được sự lan truyền bệnh sốt rét. Từ cơ sở này các nhà khoa học trên thế giới đang nhắm vào khâu cắt đứt trung gian truyền bệnh bằng cách tạo ra các thế hệ “muỗi vô sinh” hay “muỗi kháng sốt rét”từbiến đổi gen muỗi hướng đến mục tiêu loại trừ sốt rét một cách bền vững. Trong 3 yếu tố lan truyền tự nhiên sốt rét thì muỗi cái Anopheles đóng vai trò trung gian truyền ký sinh trùng sốt rét từ bệnh sang người lành, tuy nhiên không phải loài Anopheles nào cũng đóng vai trò truyền bệnh mà chỉ có một số rất nhỏ trong gần 500 loài Anopheles được gọi là vector sốt rét. Thêm với đó, muỗi Anopheles muốn truyền bệnh cho người còn phải có khả năng hút một số lượng lớn giao bào ký sinh trùng sốt rét (Gametocytes) và phải đốt người nhiều lần. Thời gian gần đây trong cuộc chiến chống sốt rét, các nhà nghiên cứu đã chọn muỗi Anopheles làm đích nghiên cứu để làm giảm tỷ lệ mắc sốt rét một cách bền vững vì nếu muỗi không truyền bệnh thì kể như một trong 3 mắt xích lan truyền tự nhiên sẽ bị cắt đứt. Trong đó loài muỗi được chọn cho nghiên cứu này là Anopheles gambiae ở vùng Trung Phi nhiệt đới là vectơ có khả năng truyền Plasmodium falciparum là tác nhân gây bệnh nguy hiểm nhất cho người. 
Tạo ra muỗi vô sinh để chúng không thể duy trì nòi giốngNgày 07/12/2015. BBC News. Các nhà khoa học tạo ra muỗi vô sinh (Scientists create infertile mosquitoes). Trong báo cáo của Nature Biotechnology, các nhà khoa học Vương quốc Anh (UK) cho biết họ đã đạt tới cột mốc quan trọng trong cuộc chiến chống lại bệnh sốt rét bằng cách tạo ra muỗi biến đổi gen có thể vô sinh nhằm tiêu diệt các loại côn trùng lây lan sốt rét cho người thông qua vết đốt. 
Theo nghiên cứu này, hai bản sao của gen đột biến làm muỗi cái mang ký sinh trùng sốt rét hoàn toàn không sinh sản được nhưng một bản sao là đủ cho một con muỗi cái hay muỗi đực vượt qua nó để sinh sản nên liên tục lan truyền gien vô sinh thông qua quần thể muỗi vì vậy các loài sẽ giảm hoặc chết đi. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Imperial London cho biết nhiều thử nghiệm an toàn hơn cần được thực hiện, có nghĩa đó sẽ là một thập kỷ trước khi muỗi biến đổi gen có thể được đưa ra bên ngoài. 
Sốt rét được gây ra bởi Plasmodium truyền qua muỗi cái Anopheles khi chúng đốt người
Gian lận trong tự nhiên (Cheating nature)Muỗi biến đổi gen có thể vẫn mang ký sinh trùng và lây truyền sốt rét sang người qua các vết đốt nhưng cấu trúc gen của chúng có nghĩa là chúng nên sinh sản và thay thế các conmuỗi mang ký sinh trùng sốt rét khác, bất kỳ muỗi con nào với một bản sao của gen này sẽ mang các đặc điểm cho các thế hệ sau, trong khi bất kỳ muỗi cái nào thừa hưởng cả hai bản sao sẽ không thể sinh sản. 
Trứng muỗi
Bằng cách này, vật chủ của ký sinh trùng sốt rét cuối cùng sẽ trở nên tuyệt chủng. Trong các thử nghiệm của nhóm nghiên cứu Imperial với Anopheles gambiae-một loài muỗi phổ biến tại khu vực châu Phi cận Sahara nơi mà phần lớn xảy ra các ca tử vong do sốt rét ở người-muỗi biến đổi gen được giữ lại cũng với muỗi tự nhiên vì vậy chúng có thể giao phối với nhau. Nhà nghiên cứu TS. Tony Nolan và Giáo sư Andrea Crisanti cho biết gen vô sinh được truyền tới hơn 90% đời sau qua 5 thế hệ, nhờ công nghệ gọi là “phát động gen” (gene drive), thông thường một bản sao của gen lặn có 50% cơ hội truyền qua từ muỗi bố mẹ đến đời sau, gene drive-một DNA cắt và qua bộ máy có thể dùng mã gen vì nó truyền từ bố mẹ sang con làm tăng tỷ lệ di truyền này. Quét sạch (Wipe out)Một vài chuyên gia e ngại rằng tiêu diệt hết muỗi có thể làm đảo lộn cân bằng môi trường tự nhiên nhưng Giáo sư Tony Nolan cho biết phương pháp của họ không nên tạo ra một vết lõm lớn trong quần thể muỗi mà chỉ những loài muỗi mà truyền sốt rét: “Có khoảng 3.400 loài muỗi khác nhau trên thế giới, trong đó Anophles gambie là loài mang ký sinh trùng sốt rét chủ yếu, nó chỉ là một trong khoảng 800 loài muỗi ở châu Phi vì vậy ngăn chặn nó trong các khu vực nhất định không tác động đáng kể đến hệ sinh thái trong khu vực”. Giáo sư David Conway, một chuyên gia về lĩnh vực sốt rét tại Trường Vệ sinh và Y học Nhiệt đới Lon don cho biết nghiên cứu có nhiều hứa hẹn: “Thành tựu quan trọng ở đây là hệ gene mới có thể buộc biến đổi để được truyền qua, sử dụng một phương pháp mà sẽ không xảy ra trong tự nhiên”, tuy nhiên ông cho biết nhiều việc cần phải làm hơn nữa để kiểm tra những con muỗi không phát triển kháng với biến đổi gen. 
SPL
Muỗi biến đổi gen có thể hỗ trợ trong cuộc chiến chống sốt rét Ngày 10/06/2014. BBC News. Những con muỗi phòng thí nghiệm biến đổi gen có thể hỗ trợ trong cuộc chiến chống sốt rét (GM lab mosquitoes may aid malaria fight). Các nhà khoa học đã tạo ra những con muỗi có thể sản sinh ra 95% thế hệ con là con đực với mục đích nhằm kiểm soát sốt rét, những lồng chứa đầy những con muỗi bình thường cùng với chủng mới này sẽ tạo ra sự thiếu hụt các con muỗi cái và dẫn đến sụp đổ quần thể muỗi. Hệ thống này hoạt động bằng cách tách nhiễm sắc thể X trong quá trình sản xuất tinh trùng để lại rất ít tinh dịch mang nhiễm sắc thể X để tạo ra những phôi thai con cái. Tạp chí Nature Communications báo cáo, trong tự nhiên nó sẽ làm giảm số lượng những con muỗi lây lan sốt rét. Dù có lẽ còn phải thử nghiệm thực tế trong vài năm nữa, những nhà nghiên cứu khác cho biết điều này đánh dấu một bước quan trọng trong nỗ lực nhằm tạo ra một chiến lược kiểm soát gen. Sốt rét được lan truyền hoàn toàn do những con muỗi, mặc dù các biện pháp giảm thiểu lây lan như là màn ngủ hoặc phun thuốc diệt muỗi trong nhà nhưng nó vẫn tiếp tục cướp đi sinh mạng hàng trăm nghìn người hàng năm, phần lớn ở vùng cận hoang mạc Sahara châu Phi.
Gen đột biến chia nhỏ nhiễm sắc thể X trong giai đoạn sản xuất tinh trùng có nghĩa là 95% đời sau của muỗi là con đực
Ý tưởng dùng biện pháp gen “điều chỉnh giới tính” (sex-distorting) để kiểm soát quần thể loài gây hại đã được đề xướng hơn 60 năm trước nhưng đây là lần đầu tiên được thể hiện qua thực tiễn, các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Andrea Crisanti và TS. Nikolai Windbichler của Đại học Imperial College London đã chuyển một gen từ nấm mốc nhờn vào loài muỗi sốt rét châu Phi Anopheles gambiae, loại gen này sản xuất một enzyme gọi là một “endonuclease” giúp chia nhỏ DNA khi nó nhận ra một chuỗi đặc biệt. 
Các chỉ thị gen (Genetic marker) như protein huỳnh quang đỏ trên hình này trong mắt của một con muỗi
được biến đổi đã được sử dụng để xác định sự xuất hiện của những gen mới.
Giáo sư Crisanti cho biết rằng nhóm của ông đã khai thác một “sự trùng hợp ngẫu nhiên” (fortuitous coincidence) chuỗi đối tượng của endonuclease đó được phát hiện một cách đặc biệt và rất nhiều trên nhiễm sắc thể X của muỗi. Ông trả lời với BBC News: “Ở Anopheles gambiae, tất cả 350 bản sao cùng với nhau, bên cạnh nhau ở trên nhiễm sắc thể X”. Trong khi tinh dịch được sản sinh một cách thông thường, ở muỗi hoặc ở người, 50% chứa một nhiễm sắc thể X và 50% chứa 1 nhiễm sắc thể Y, khi chúng kết hợp với một trứng thì chúng tạo ra lần lượt các phôi thai cái và đực. Ở những con muỗi mới này, endonuclease tấn công X được bật lên đặc biệt trong quá trình hình thành tinh dịch do đó những con đực tạo ra tinh dịch hầu hết không chứa X hoặc thế hệ con là con cái, hơn 95% của đời sau của chúng là đực. Phá vỡ chu kỳ (Breaking the cycle)Điều quan trọng là sự thay đổi này có thể di truyền mà những con muỗi đực truyền lại cho khoảng một nửa thế hệ sau của chúng nghĩa là nếu chủng nhân tạo này được phát tán vào một quần thể-trong phòng thí nghiệm hoặc ngoài tự nhiên-đặc điểm này có thể lan rộng cho tới khi phần lớn những con đực chỉ sản sinh ra thế hệ sau là con đực, có thể sẽ loại trừ cả quần thể hoàn toàn. TS. Windbichler cho biết: “Nó có thể là một tác động tự lực” (It can be a self-sustaining effect). GS. Andrea Crisanty, Imperial College London cho biết: “Về mặt lý thuyết, nếu bạn có nó trên nhiễm sắc thể Y, một cá nhân riêng biệt có thể hạ gục cả một quần thể”. Thật vậy, trong 5 lồng thử nghiệm đã khởi đầu với 50 con đực và 50 con cái, khi nhóm này đưa vào 150 con đực đã được biến đổi mới, số lượng những con cái đã tụt xuống trong vòng 4 thế hệ. Sau một vài thế hệ khác, trong 4 trong số 5 chuồng, quần thể biến mất hoàn toàn. GS. Crisanti giải thích cả hai tác động này đều có ích vì chỉ có những con cái đốt người và làm lây lan sốt rét do đó giảm số lượng muỗi có thể làm chậm sự lây lan của nó, trong khi sự sụp đổ quần thể có thể “phá vỡ chu kỳ” (break the cycle) lây nhiễm sốt rét. TS. Luke Alphey đã thành lập công ty Oxitec để phát triển các chiến lược kiểm soát gen đối với các loài côn trùng có hại đã đi đầu trong việc sử dụng muỗi biến đổi gen để giúp kiểm soát sốt xuất huyết, ông trả lời với BBC rằng nghiên cứu mới này quả là thú vị nhưng gợi ý rằng nếu được sử dụng trong tự nhiên, chủng làm chênh lệch giới tính này có thể sẽ không hoàn toàn lan rộng và sẽ cần được đưa thêm vào: “Để có một hệ thống thành công, dàn trải thực sự để loại trừ muỗi sốt rét, bạn sẽ phải có một hệ thống như này biểu thị trên nhiễm sắc thể Y”. Các tác giả của nghiên cứu mới này đồng ý rằng điều này sẽ còn có tầm ảnh hưởng mạnh hơn nữa, TS. Windbichler cho biết: “Bạn sẽ cần phóng thích ít cá thể hơn vì tất cả những con đực sẽ thừa hưởng gen từ cha của chúng và truyền lại cho tất cả những đứa con vì vậy tác động sẽ không bị nhạt đi”. Thực tế, TS. Windbichler và GS. Crisanti đã cho thấy trong một báo cáo gần đây khác rằng hình thức tinh chỉnh gen này trên nhiễm sắc thể Y của muỗi có thể thực hiện được hoàn hảo. TS. Alphey đã bình luận: “Họ vẫn chưa ráp hết các phần công đoạn vào nhưng tất cả các phần đã đâu vào đó rồi”, ông cũng cho rằng sức mạnh của kỹ thuật này sẽ đưa ra những câu hỏi khác cho các nhà nghiên cứu và các nhà quản lý: “Về nguyên tắc cơ bản thứ bạn sẽ nhận được là tuyệt chủng, con người rõ ràng đã khiến rất nhiều loài đi đến tuyệt chủng nhưng chúng ta chỉ cố ý làm điều này đối với hai thứ: bệnh đậu mùa và dịch tả trâu bò (rinderpest). Liệu chúng ta có muốn làm điều này đối với Anopheles gambiae?”. Câu trả lời của TS. Alphey đối với chính câu hỏi của ông dường như là “có thể” (maybe), ông giải thích: “Nếu loài này bị sụp đổ rất khó để thấy được những mặt tiêu cực sẽ nảy sinh như thế nào, những con muỗi không phải là loài chủ chốt trong hệ thống sinh thái của chúng và kỹ thuật này chỉ ảnh hưởng tới một loài mà Anopheles gambiae là một trong số 3.000 loài muỗi được biết đến. Nếu chúng ta dựa vào trên thay vì kiểm soát bằng thuốc diệt côn trùng có thể chúng ta sẽ giết những con muỗi không có sốt rét và nhiều những côn trùng khác, biện pháp tiếp cận gen thì chính xác hơn nhiều”. Crisanti và Winbichler cho rằng tuyệt chủng là điều không có khả năng xảy ra, dù với hệ thống chuyển hướng nhiễm sắc thể Y nhưng đồng ý rằng vẫn phải cảnh giác. TS. Windbichler cho biết: “Phải thử nghiệm thật nhiều lần để kiểm tra”. 
Chỉ những con muỗi cái làm lây lan sốt rét, khi chúng hút máu người
“Để có thể đưa vào áp dụng thực tế phải mất vài năm nữa, nó rất hứa hẹn nhưng vẫn còn phải làm nhiều việc nữa”. TS. Michael Bonsall, một phó giáo sư về động vật học tại Đại học Oxford cho rằng nghiên cứu mới này quả thật “siêu thú vị” (super cool) và đã cho thấy “những công nghệ biến đổi gen này quan trọng như thế nào trong việc làm giảm kích thước quần thể véc-tơ” (just how important these sorts of GM technologies are at reducing insect vector population sizes). Ông cho biết: “Điều này có những ứng dụng quan trọng trong việc giới hạn sự lây lan sốt rét nhưng vẫn còn rất xa trước khi được triển khai thực tế”. Để bắt đầu thử nghiệm sự an toàn và hiệu lực của chủng muỗi làm chênh lệnh giới này trên phạm vi lớn hơn, nhóm của GS. Crisanti đã xây dựng một cơ sở lớn tại Italy: “Chúng tôi có những cái lồng lớn trong đó có thể tạo ra một môi trường nhiệt đới và chúng tôi có thể thử nghiệm một vài giả thuyết trên một phạm vi rất lớn”. Trong khi đó, ông và các đồng nghiệp rất vui vì đã phát triển một vũ khí di truyền hứa hẹn như vậy chống lại sốt rét sử dụng cơ chế chênh lệnh giới tính rất khó thực hiện, đã được đề xuất nhiều năm trước. TS. Windbichler đã bình luận: “Một trong những người đầu tiên gợi ý nó là nhà sinh vật học người Anh nổi tiếng Bill Hamilton, trong khi ông thực sự ở đây tại Imperial khi là một giảng viên trong một khoảng thời gian vì nó đã được phát triển trên lý thuyết 60 năm trước nhưng chưa bao giờ được thực hiện”. 
Triển vọng loại trừ sốt rét toàn cầu hoàn toàn là có thể vào năm 2030 từ muỗi biến đổi gen
Về triển vọng ứng dụng muỗi biến đổi gen trong cuộc chiến chống sốt rét toàn cầu, các nhà khoa học cho rằng muỗi Anopheles là kẻ thù số một trong mắt xích lan truyền bệnh sốt rét nhưng chúng ta hoàn toàn có thể biến chúng trở thành một đồng minh “tích cực” khi một số nghiên cứu mới gần đây chỉ ra rằng khi muỗi được biến đổi gen thì chúng có khả năng “kháng lại ký sinh trùng sốt rét” hay tạo ra những thế hệ “muỗi vô sinh” để chúng không còn khả năng duy trì nòi giống nhờ đó mà chúng ta có thể cắt đứt sự lan truyền bệnh. Nếu một khi muỗi Anopheles không còn vai trò là trung gian truyền bệnh hay vector sốt rét nữa thì tự khắc sốt rét sẽ bị tiêu diệt trong khi tác nhân gây bệnh (ký sinh trùng sốt rét) chỉ có khả năng tồn tại trong cơ thể vật chủ có thời hạn.
|
TRANG CHỦ
